LiDAR Abstandssensor ToF VL6180X: Unterschied zwischen den Versionen

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== Einleitung ==
== Einleitung ==
Der hier vorliegende MQ-3-Alkoholsensor Ist ein Gassensor, welcher optimiert wurde um Alkohole zu detektieren über die Wasserstoffkonzentration. Dieser Sensor ist nicht Explosions geschützt.
Der optoelektronische Sensor VL6180x integriert einen oberflächenemittierenden Infrarot-Strahler (VCSEL) und einem Näherungssensor. Der VL6180X kann die Flugzeit oder die Zeit, die bis zum Auftreffen erforderlich ist, erfassen, um die Entfernung zu berechnen.
Dieser Sensor liefert keine absoluten Werte, sondern immer nur einen relativen Wert in Bezug auf die Umgebungsluft mit der Kalibriert wurde.


== Technische Übersicht ==
== Technische Übersicht ==
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! style="font-weight: bold;" | Daten
! style="font-weight: bold;" | Daten
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|-
| Spannungsversorgung<br/> || VCC 5&thinsp;V  
| Spannungsversorgung<br/> || VCC 3-5&thinsp;V  
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| Stromaufnahme<br/> || 150&thinsp;mA<br/>
| Wellenlänge<br/> || 850&thinsp;nm<br/>
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| Heizleistung <br/> || 750&thinsp;mW<br/>
| Kommunikationsschnittstelle I²C<br/> || 400&thinsp;kHz<br/>
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| Auflösung<br/> ||10~1000&thinsp;ppm<br/>
| Adresse<br/> ||0x29<br/>
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| Wasserstoffkonzentration<br/> ||100~10000&thinsp;ppm<br/>
| Messbereich<br/> ||2-100&thinsp;mm<br/>
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| Antwortzeit<br/> || 1&thinsp;s<br/>
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| Ansprechzeit nach Einschalten<br/> || 30&thinsp;s<br/>
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| Aufheizzeit nach einschalten bis vollständige Messgenauigkeit erreicht<br/> || mehrere&thinsp;min<br/>
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! style="font-weight: bold;" | Signal
! style="font-weight: bold;" | Signal
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| 1 || Betriebsspannung Vcc || 5&thinsp;V
| 1 || Betriebsspannung Vcc || 3-5&thinsp;V
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| 2 || Ausgangsspannung bis 100mA || 2,8&thinsp;V
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| 3 || Masse GND  ||  0&thinsp;V
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| 4 || Datenbereitschaftspin GPIO  || 2,8&thinsp;V
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| 2 || GND (Masse) || 0&thinsp;V
| 5 || Ausschaltpin SHDN || Aus=0V
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|-
| 3 || Analog out Ao ||  
| 6 || I²C Takt SCL  ||  
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|-
| 4 || Digital Out Do || Schwellenwert Schalter per Poti einstellbar.
| 7 || I²C Daten SDA ||  
|}
|}


== Prinziperklärung ==
== Prinziperklärung ==
Der verbaute Sensor VL6180X misst optisch die Entfernung mithilfe eines VCSEL-Infrarot-Strahler ( Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) und eines Näherungssensors und eines Umgebungslichtsensors. Es basiert auf die von ST patentierte FlightSense Technologie sie misst die Entfernung.
Sie ermöglicht eine absolute Entfernungsmessung unabhängig von der Reflexion des Ziel Reflexionsgrades.
Anstatt durch Messung der Lichtmenge die Entfernung zu schätzen, die vom Objekt zurückgeworfen wird (was erheblich von Farbe und Oberfläche beeinflusst wird), misst der VL6180X durch die Kombination eines IR-Senders, eines Entfernungssensors und eines Umgebungslichtsensor die Zeit, die das Licht benötigt, um zum nächstgelegenen  Objekt und zurück zum Sensor benötigt (Time-of-Flight).
Das Modul ist für den Betrieb mit geringem Stromverbrauch ausgelegt.
Annäherungs- und Umgebungslicht- Messungen können automatisch in benutzerdefinierten Intervallen durchgeführt werden.
Mehrere Schwellenwerte und Interrupt-Schemata werden unterstützt, um die Host-Operationen zu minimieren.
Die Steuerung durch den Host und das Auslesen der Ergebnisse erfolgt über eine I2C-Schnittstelle.
Optionale Zusatzfunktionen, wie Messbereitschaft und Schwellenwert Interrupts, werden über zwei programmierbare GPIO-Pins bereitgestellt.


==Hardwareaufbau==
==Hardwareaufbau==
*[https://funduino.de/nr-23-der-mq-3-alkoholsensor Anleitung]
*[[:Datei:VL6180X time of flight AZ352 D 12-04 DE B0B5DWZDR1.pdf | Datenblatt VL6180X ]]
[[Datei:VL6180X-Time-of-Flight-Laser-Abstandssensor.png|thumb|rigth|300px|Abb. 2: Verkabelung]]


== Datenblätter ==
== Datenblätter ==
*[https://funduino.de/nr-23-der-mq-3-alkoholsensor Anleitung]
*[[:Datei:VL6180X time of flight AZ352 D 12-04 DE B0B5DWZDR1.pdf |  Datenblatt VL6180X Modul cdn.shopify.com 02.04.2025]]
*[[:Datei:Datenblatt RBS11001.pdf | Datenblatt MQ-3-Alkoholsensor ]]
 
*[[:Datei:Vl6180x.pdf | Datenblatt VL6180X ST Microelektronics 02.04.2025]]


==Literatur==
==Literatur==
*[[:Datei:Vl6180x api integrationguide.pdf | ST Api_Integrations Anleitung]]


== Weiterführende Artikel ==
== Weiterführende Artikel ==

Aktuelle Version vom 4. Dezember 2025, 13:49 Uhr

Abb. 1:Funduino 31.03.2025 VL6180X-Time of Flight-Laser-Abstandssensor]

Autoren: Marc Ebmeyer

Einleitung

Der optoelektronische Sensor VL6180x integriert einen oberflächenemittierenden Infrarot-Strahler (VCSEL) und einem Näherungssensor. Der VL6180X kann die Flugzeit oder die Zeit, die bis zum Auftreffen erforderlich ist, erfassen, um die Entfernung zu berechnen.

Technische Übersicht

Eigenschaft Daten
Spannungsversorgung
 VCC 3-5 V
Wellenlänge
 850 nm
Kommunikationsschnittstelle I²C
 400 kHz
Adresse
 0x29
Messbereich
 2-100 mm

Pinbelegung

Pin Belegung Signal
1 Betriebsspannung Vcc 3-5 V
2 Ausgangsspannung bis 100mA 2,8 V
3 Masse GND 0 V
4 Datenbereitschaftspin GPIO 2,8 V
5 Ausschaltpin SHDN Aus=0V
6 I²C Takt SCL
7 I²C Daten SDA

Prinziperklärung

Der verbaute Sensor VL6180X misst optisch die Entfernung mithilfe eines VCSEL-Infrarot-Strahler ( Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) und eines Näherungssensors und eines Umgebungslichtsensors. Es basiert auf die von ST patentierte FlightSense Technologie sie misst die Entfernung. Sie ermöglicht eine absolute Entfernungsmessung unabhängig von der Reflexion des Ziel Reflexionsgrades. Anstatt durch Messung der Lichtmenge die Entfernung zu schätzen, die vom Objekt zurückgeworfen wird (was erheblich von Farbe und Oberfläche beeinflusst wird), misst der VL6180X durch die Kombination eines IR-Senders, eines Entfernungssensors und eines Umgebungslichtsensor die Zeit, die das Licht benötigt, um zum nächstgelegenen Objekt und zurück zum Sensor benötigt (Time-of-Flight).

Das Modul ist für den Betrieb mit geringem Stromverbrauch ausgelegt. Annäherungs- und Umgebungslicht- Messungen können automatisch in benutzerdefinierten Intervallen durchgeführt werden. Mehrere Schwellenwerte und Interrupt-Schemata werden unterstützt, um die Host-Operationen zu minimieren. Die Steuerung durch den Host und das Auslesen der Ergebnisse erfolgt über eine I2C-Schnittstelle. Optionale Zusatzfunktionen, wie Messbereitschaft und Schwellenwert Interrupts, werden über zwei programmierbare GPIO-Pins bereitgestellt.

Hardwareaufbau

Abb. 2: Verkabelung

Datenblätter

Literatur

Weiterführende Artikel

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